专题04 静电的防止与利用（基础测试+题型突破）—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册专训（word含答案）

专题04 静电的防止与利用

基础测试
1．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶中固定着一根钢锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。起电机摇动时，下列说法正确的是（　　）
A．锯条附近电场强度大 B．金属片附近电场强度大
C．锯条和金属片之间为匀强电场 D．锯条和金属片之间电场强度处处为零
2．下列哪些措施是为了防止静电产生的危害？（ ）
A．在高大的建筑物顶端装上避雷针
B．在高大的建筑物顶端安装电视公用天线
C．在高大的烟囱中安装静电除尘器
D．静电喷漆
3．如图所示，Q是一个绝缘金属导体，把一个带正电的绝缘金属球P移近Q，由于静电感应，A端出现的感应电荷量大小为qA，B端为qB，则下列结论中正确的是
A．导体Q上qA>qB
B．导体Q上qA=qB
C．A端电势高于B端电势
D．A端电势低于B端电势
4．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸褚”之说，但下列不属于静电现象的是(　　 )
A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引
C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流
D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
5．下列说法不属于静电的应用的是（ ）
A．静电复印 B．静电除尘
C．静电喷漆 D．静电屏蔽
6．如图所示，带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球B内，a、c分别为导体A、B内的点，b为导体A和B之间的一点，下列说法正确的是（　　）
A．a、b、c三点的电势都相等
B．c点的场强为零，但电势最低
C．b点的场强为零，但电势大于零
D．a、b、c三点的场强都为零
7．处于静电平衡的导体，内部场强处处为零的原因是（ ）
A．导体内部无任何电场
B．外电场不能进入导体内部
C．所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零
D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零
8．一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示.容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是(　　)
A．A点的电场强度比B点的大
B．小球表面的电势比容器内表面的低
C．B点的电场强度方向与该处内表面垂直
D．将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同
9．下列说法正确的是(? )
A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B．制作汽油桶的材料用塑料比用金属好
C．印刷车间中要保持干燥
D．打雷时,待在汽车里比待在木屋里要安全
10．如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，分别贴在导体A、B下部的金属箔均是闭合的．下列关于实验现象描述中正确的是（　　）
A．把带正电荷的物体C移近导体A稳定后，只有A下部的金属箔张开
B．把带正电荷的物体C移近导体A稳定后，只有B下部的金属箔张开
C．把带正电荷的物体C移近导体A后，再把B向右移动稍许使其与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都还是张开的
D．把带正电荷的物体C移近导体A后，再把B向右移动稍许使其与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都闭合
题型突破
11．如图所示，在装载作业中，靠近传送带的工人容易受到电击，请解释原因。用什么办法可以解决此问题?
12．请观察建筑物上的避雷针（下图），看它们是如何巧妙设计的，分析它们如何能安全引电避雷，它们的造型与建筑物是否协调，并与同学讨论交流。
13．有研究表明，人若长期处于静电环境中，身心会受到伤害。了解一下你周围可能有哪些静电现象，可采取哪些方法减小静电的危害。
14．如图，将带正电荷false的导体球false靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成false、false两部分，这两部分所带电荷量分别为false、false；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为false和false。
(1)请分别说出以上四个部分电荷量的正负，并简述理由。
(2)请列出以上四个部分电荷量（绝对值）之间存在的一些等量关系，并简述理由。
15．在天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，常常会被电一下。这是为什么？
参考答案
1．A
【详解】
瓶内俯视图如图
尖端附近的电场线密集，所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场；且根据俯视图可以看出料瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，当静电除尘装置接通静电高压时，锯条和金属片之间存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，带电烟尘在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，这样消除了烟尘中的尘粒。
故选A。
2．A
【详解】
防止静电危害是不让其产生火花、高压，在高大的建筑物顶端安装电视公用天线，是为了便于发射电视信号，在高大的烟囱中安装静电除尘器是利用静电，静电喷漆，不是防静电的，A正确
3．B
【详解】
把一个在绝缘支架上不带电的枕形导体放在带正电的导体A附近，达到静电平衡后，在近端产生等量的异种电荷，远端产生等量的同种电荷，所以导体Q上有：
qA=qB，
枕形导体是个等势体，带正电的导体产生的是发散的电场，产生的电场的电场线如图所示：
由于沿着电场线电势降低，以无穷远处的电势为零，那么电场中的所有电势都是正值。
A. 导体Q上qA>qB，故A不符合题意；
B. 导体Q上qA=qB，故B符合题意；
C. A端电势高于B端电势，故C不符合题意；
D. A端电势低于B端电势，故D不符合题意。
故选B。
4．C
【详解】
梳过头发的塑料梳子吸起纸屑，是因为梳子与头发摩擦起电，静电吸引轻小物体，故A属于静电现象，所以A错误；带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引，是因为先感应起电，然后静电作用力，故B错误；小线圈接近通电线圈过程中，消息安全中产生感应电流是电磁感应现象，不是静电现象，所以C正确；从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉，是因为摩擦起电，所以D错误．
5．D
【详解】
试题分析：A、静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用；错误
B、静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用；错误
C、喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用；错误
D、静电屏蔽是利用金属网罩，将外电场屏蔽在金属网罩外面，使金属网罩内场强为零，不属于静电应用；正确
故选D
考点：静电的应用与防止
点评：在生活中静电无处不在，有的我们需要，有的我们不需要．所以我们要学会基本常识，提高我们的很生活质量．
6．B
【详解】
A．根据点电荷的电场线分部，电场线辐射状向外，沿电场线的方向电势降低，故a、b、c三点的电势逐渐降低，故A错误；
B．导体内部场强为零，同A可知c点的电势最低，故B正确；
CD．根据点电荷的场强公式false，故b点电场强度不为零，故CD错误。
故选B。
7．D
【详解】
处于静电平衡的导体内部存在两个电场，一个是外加电场、一个是导体内部自己产生的感应电场，两电场叠加的合场强为零。
故选D。
8．C
【详解】
试题分析：依据电场线越疏，电场强度越弱，而电场线越密的，则电场强度越强，由图可知，则A点的电场强度比B点的小，故A错误；根据沿着电场线方向电势是降低的，可知，小球表面的电势比容器内表面的高，故B错误；因容器内表面为等势面，且电场线总垂直于等势面，因此B点的电场强度方向与该处内表面垂直，故C正确；因A、B在同一等势面上，将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功相同，均为零，故D错误；故选C．
考点：电场线；电场强度；电势
9．D
【详解】
A. 电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业．故A错误；
B. 因为塑料和油摩擦容易起电，产生的静电荷不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故．故B错误；
C. 印染车间中要尽量避免产生静电荷，所以尽可能保持印染厂空气湿润．故C错误；
D. 一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，打雷时，呆在汽车里更安全．故D正确．
故选D.
10．C
【详解】
A、B、感应带电，这是使物体带电的一种方法，根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷．金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电，A，B错误；
C、D、把带正电荷的物体C移近导体A后，把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔还是张开，C正确，D错误.
故选C.
11．见解析
【详解】
在装载作业中，因为传送带与被传送物体间的发生摩擦而带电，靠近传送带的工人因为感应也带上电，容易受到电击；
要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变成导体，或者直接用导体制造传送带，再用适当方法把传送带接地，静电便不会积累，工人也不会再遭电击。
12．见解析
【详解】
在古建筑物的屋顶、屋角设置各种造型的动物，避雷针以动物头上的角须或巨兽的舌头向上弹出的形式巧妙安装，另一端引入大地，从而起到避雷的效果。
13．见解析
【详解】
人体长期在静电辐射下，会使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。在家庭生活当中，静电不仅化纤衣服有，脚下的地毯、日常的塑料用具、油漆家具及至各种家电均可能出现静电现象。静电可吸附空气中大量的尘埃而且带电性越大、吸附尘埃的数量就越多，而尘埃中往往含有多种有毒物质和病菌，轻则刺激皮肤，影响皮肤的光泽和细嫩，重则使皮肤起癍生疮，更严重的还会引发支气管哮喘和心律失常等病症。
防静电的方法
喷雾法：出门时也可以带上一小瓶喷雾水，隔段时间就喷一点在衣服上，这也能有效的转移掉身上的静电。
摸墙法：摸墙法脱衣之前，用手轻轻摸一下墙壁，摸门把手或水龙头之前也要用手摸一下墙，可放静电。
14．(1)见解析；(2)见解析
【详解】
(1)根据静电感应现象可知，导体近端感应负电荷，远端感应正电荷，即QA和false 带正电，QB和false 带负电。
(2)导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分多带了电子而带负电；A部分少了电子而带正电。根据电荷守恒可知，A部分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，即
QA=QB，false
15．见解析
【详解】
由题意可知，脱掉外衣时，出现摩擦起电现象，当伸手去摸金属门把手，使产生的大量静电导走，从而出现放电现象，所以感觉被“电”了一下。